У гипсовых изделий невысокая плотность (1100... 1400 кг/м3); они несгораемы, хорошо изолируют от шума, поддаются механической обработке и легко пробиваются гвоздями. Изготовлять гипсовые изделия несложно, так как гипс твердеет быстро.
Наряду с перечисленными положительными свойствами у гипсовых изделий есть и существенные недостатки: низкая водостойкость, гигроскопичность, хрупкость и малая прочность при изгибе. Изделия из гипса нельзя применять в помещениях с влажностью воздуха более 65 %. Для повышения водостойкости гипсовые изделия покрывают водонепроницаемыми красками. Чтобы увеличить прочность при изгибе, гипсовые изделия армируют, применяя для этой цели деревянные рейки, стебли камыша, органические волокна.
Гипсобетонные панели для перегородок применяют во всех типах жилых, общественных и промышленных зданий. Панели размером на комнату (высотой до 4 м, длиной до 6,6 м) могут быть как сплошные, так и с проемами для дверей и фрамуг. Толщина панелей 60, 80 и 100 мм. Класс гипсобетона по прочности для панелей -- не менее В3,5.
Гипсобетонные панели для помещений с повышенной влажностью, например, санитарно-технических кабин, изготовляют на гипсоцементo-пуццолановом вяжущем или гидрофобизированном гипсе. Класс бетона не менее В3,5. К. гипсобетонным панелям предъявляются в основном требования по прочности и звукоизоляции. Этим требованиям отвечает гипсобетон состава 1:1: 1 (гипс : песок: опилки) плотностью 1100... 1400 кг/м3. Получают панели в основном методом непрерывного проката или вертикального формования в кассетах. Панели армируют каркасом из деревянных реек, а по контуру панели выполняют обвязку из деревянных брусков. Весь цикл производства составляет 30...60 мин.
Гипсовые плиты для перегородок изготовляют из гипса марок Г4 и Г5 по литьевой технологии. Плиты выпускают размерами: длина 670...800 мм, ширина 400...500 мм и толщина 80... 100 мм. Большей частью плиты имеют паз и гребень, что облегчает монтаж перегородок. Плотность гипсового камня около 1000 кг/м3. Масса 1 м2 перегородки 80... 100 кг. Прочность при сжатии не менее 5 МПа.
Выпускают два вида плит: обыкновенные и влагостойкие. Последние изготовляют, вводя в гипс гидрофобные добавки. Водопоглощение по массе обычных плит < 35 %, влагостойких -- < 5 %.
Возможно изготовление плит большего размера, армируемых деревянными рейками, камышом или растительными волокнами.
Размер перегородок из гипсовых плит: высота не более 3,6 м, длина не более 6 м. При больших размерах требуется установка разделительных укрепляющих элементов из металла или бетона, надежно соединенных с несущими конструкциями.
Гипсовые вентиляционные блоки делают высотой «на этаж»; толщина блока 180...200 мм при диаметре вентиляционных каналов 140 мм, ширина зависит от числа вентиляционных каналов. Класс гипсобетона для вентиляционных блоков не менее В5.
Гипсокартонные листы -- листовой отделочный материал, представляющий собой тонкий слой (6...20 мм) затвердевшего гипсового вяжущего, облицованного со всех сторон (кроме торцовых) картоном. В гипсовое тесто в процессе производства вводят пенообразующие добавки для снижения плотности и органические волокна с целью армирования гипсового камня и другие добавки. Изготовляют гипсокартонные листы методом непрерывного проката, причем твердеющий гипс прочно приклеивает к себе листы картона. Назначение картона -- повысить прочность материала на изгиб и придать ему гладкую поверхность.
Гипсокартонные листы выпускают дайной 2,5...4,8 м, шириной 0,6... 1,2 м, толщиной 8...25 мм5 плотностью 850...950 кг/м3.
Кроме гипсокартонных листов выпускают гипсоволокнистые листы, в которых в качестве армирующего компонента используют целлюлозные волокна, получаемые из картонной и бумажной макулатуры, и др. Такие листы используют для устройства сборных стяжек при настилке полов.
Гипсовые листовые материалы относятся к трудносгораемым материалам. Их применяют для отделки стен и потолков и устройства перегородок в помещениях с нормальным влажностным режимом. Существенное достоинство листовых материалов -- большие размеры, что ускоряет процесс отделки и устройства перегородок. Крепят листы клеящими мастиками или с помощью металлических профилей; крепить гвоздями не рекомендуется из-за возможности коррозии металла в гипсе.
Бетонные камни и мелкие блоки
На основе вяжущих изготовляют бетонные камни и мелкие блоки. Применение их для кладки стен вместо кирпича дает существенный экономический эффект, так как благодаря большому размеру камней и блоков достигается высокая производительность труда каменщика, а стоимость 1 м3 камней и блоков ниже стоимости такого же количества кирпича.
Бетонные стеновые камни для несущих и ограждающих конструкций всех типов зданий изготовляют размерами от 288х138х138 до 390 х 190 х 188 мм, массой не более 32 кг, из тяжелых и легких бетонов на цементном, силикатном и гипсовом вяжущих. Применяют их для кладки наружных стен (рядовые и лицевые) и фундаментов. Стеновые камни при плотности бетона более 1600 кг/м3 должны быть пустотелыми. Для фундаментов камни изготовляют только из тяжелого бетона без пустот. Лицевые камни могут быть окрашены рельефным рисунком или покрыты декоративным заполнителем. Камни подразделяют на семь марок: от 25 до 200. Камни марок 25 и 35 получают из легких бетонов на пористых заполнителях. Марки камней по морозостойкости: F15, 25, 35 и 50.
Мелкие стеновые блоки из ячеистого бетона применяют для кладки наружных и внутренних стен малоэтажных зданий и заполнения каркаса многоэтажных зданий. Блоки рекомендуются для применения в помещениях с относительной влажностью не более 75 %. Для стен подвалов, цоколей и других частей зданий, где возможно сильное увлажнение бетона, такие блоки применять запрещается. Изготовляют их из ячеистых бетонов.
В зависимости от средней плотности ячеистого бетона (кг/м3) блоки выпускают восьми марок от D500 до D1200. Класс бетона по прочности при сжатии (МПа) соответственно от В1,5 до В12,5. Морозостойкость блоков для наружных стен должна быть не ниже F25, а блоков для внутренних стен -- F15.
Стандартом предусмотрено 10 типоразмеров блоков от 300 х 250 х 300 мм до 300 х 200 х 600 мм (размеры номинальные). Блоки выпускают для кладки на растворе или на клею (второй вариант более эффективен с точки зрения обеспечения теплоизоляционных показателей стены). Различие этих двух типов блоков заключается в размерах (при кладке на клею значительно меньше толщина шва) и в точности соблюдения размеров и геометрии блоков. Так, допустимые искривления граней и ребер у блоков для кладки на растворе -- 5 мм, а у блоков для кладки на клею -- 1 мм.
Большое преимущество блоков из ячеистого бетона -- низкая плотность (обычно 500…600 кг/м ), благодаря чему из них можно возводить стены толщиной 30…40 см, отвечающие нормативам СНиП по термическому сопротивлению, без специальной теплоизоляции.
Асбестоцемент и асбестоцементные материалы
Бетонные и железобетонные изделия -- массивные элементы толщиной, как минимум, в несколько сантиметров. Получить легкие тонкостенные изделия из бетона на цементе с обычной прутковой или проволочной арматурой невозможно. Эту проблему можно решить, равномерно распределяя в мелкозернистой смеси на основе портландцемента (или другого вяжущего) тонкие армирующие волокна (отрезки стальной проволоки, асбестовое волокно, стекловолокно и др.). Из таких композиционных материалов, называемых фибробетоном, изготовляют большеразмерные листы, трубы и фасонные изделия толщиной всего несколько миллиметров. Самый распространенный и эффективный материал такого рода - асбестоцемент, получаемый на основе распушенного асбеста.
Асбест (от греч. asbestos -- неразрушаемый) -- собирательное название группы тонковолокнистых минералов, образующихся в земной коре при воздействии геотермальных вод на ультраосновные магматические породы. Особенностью асбеста является способность его минеральных агрегатов разделяться (распушаться) на тончайшие (диаметром в доли микрона) мягкие волоконца. Благодаря этому свойству асбест получил название «горный лен».
Асбест обладает высокой адсорбционной способностью; особенно активно он адсорбирует ионы Са+, поэтому его волокна хорошо сцепляются с цементным вяжущим.
Асбест, помимо высокой прочности, обладает уникальным сочетанием ценных свойств:
* низкой теплопроводностью [0,35...0,41 Вт/(м * К) в нераспушен-ном виде];
* устойчивостью к повышенным температурам (нагрев до 400...500оСне вызывает в асбесте необратимых изменений);
* высоким коэффициентом трения (например, по стали -- 0,8).
Из асбестового волокна изготовляют ткани, картон, бумагу, шнуры, которые благодаря огнестойкости асбеста используют для высокотемпературной тепловой изоляции. Из смеси асбеста с синтетическими смолами получают асбестотехнические изделия для автотракторной (тормозные колодки и т. п.) и электротехнической (электроизоляционные материалы) промышленности.
Медики считают, что хризотил-асбест при соблюдении правил работы с ним не представляет опасности для здоровья человека. В асбестоцементных материалах асбест заключен в цементной матрице, что исключает контакт человека с ним и делает его безвредными во всех случаях применения.
Асбестоцемент -- искусственный каменный материал, получаемый при затвердевании смеси портландцемента, асбеста (15...20 % от массы цемента) и воды. Асбест хорошо сцепляется с твердеющим цементом, и благодаря высокой прочности при растяжении асбестовое волокно армирует материал по всему объему.
Асбестоцементные изделия в основном производят путем отливки жидко-вязкой массы на частую металлическую сетку с последующим обезвоживанием и формованием. Таким образом получают плоские и волнистые листы и трубы.
Используется и другой способ формования асбестоцементных изделий -- экструзия -- выдавливание пластичной массы, как при производстве кирпича (см. § 5.3). Таким образом получают погонажные изделия: подоконные плиты, швеллеры, пустотелые плиты и панели.
Асбестоцемент при сравнительно небольшой плотности (1600...2000 кг/м3) обладает высокими прочностными показателями (предел прочности при изгибе до 30 МПа, а при сжатии до 90 МПа). Он долговечен, морозостоек (через 50 циклов замораживания-оттаивания теряет не более 10 % прочности) и практически водонепроницаем.
Недостатки асбестоцемента: хрупкость (асбестоцемент не выдерживает сильных ударных нагрузок), набухание и усадка при изменении влажности асбестоцемента, сопровождающиеся короблением.
Волнистые кровельные листы («шифер») -- основной вид листовых асбестоцементных изделий. Шифер широко используют в качестве кровельного материала (его доля в общем объеме производства кровельных материалов -- около 50 %). Кровельные листы выпускают 6 типоразмеров: длиной 1,2...2,5 м; шириной 0,69...1,15 м; толщиной 5.5...7,5 мм.
Кроме обычных выпускают листы, окрашенные атмосферостойкими красками как в массе, так и с поверхности. В последнее время начался выпуск плоских с фигурной кромкой листов, имитирующих мелкоштучную черепицу. Долговечность асбестоцементных изделий - более 50 лет.
Тема №6. Состав и свойства органических вяжущих веществ и материалов на их основе. полимеры и пластмассы в строительстве. гидроизоляционные материалы
Полимерные материалы и изделия
Пластмассы. Составляющие пластмасс
ПЛАСТМАССЫ - это материалы, которые в качестве необходимой составляющей содержат полимер и обладают пластичностью на определенном этапе производства, которая теряется после отверждения полимера.
Кроме полимера пластмассы могут содержать: наполнитель, пластификатор, отвердитель, стабилизатор, краситель.
НАПОЛНИТЕЛИ могут быть органическими и неорганическими материалами. Это порошки, волокна, ткани, бумага, древесный шпон, стружка и т.д.
Наполнители сокращают расход дорогого полимера и обеспечивают определенные свойства пластмасс, например, повышают теплостойкость, прочность и т.д.
ПЛАСТИФИКАТОРЫ - вещества, повышающие эластичность полимера и уменьшающие его хрупкость.
ОТВЕРДИТЕЛИ - вещества, ускоряющие процесс отверждения полимеров и образования пространственной трехмерной структуры.
СТАБИЛИЗАТОРЫ - антиоксиданты, вещества, предотвращающие процесс старения пластмасс под действием солнца, кислорода воздуха, тепла и т.п.
ПИГМЕНТЫ - красящие вещества, придающие различные цвета пластмассам.
АНТИПИРЕНЫ - вещества, повышающие стойкость пластмасс против возгорания.
ПОРООБРАЗОВАТЕЛИ - вещества, используемые для создания газонаполненных пластиков,
ПОЛИМЕРЫ - вещества, в композиционных пластмассах выполняющие роль связующего, если пластик состоит из одного полимера - являются основным материалом.
Общая характеристика полимеров
ПОЛИМЕРЫ - вещества, молекулы которых представляют собой цепь или пространственную решетку из последовательно соединенных одинаковых групп атомов, повторяющихся большое количество раз.
Молекулярная масса полимеров очень велика - от нескольких тысяч до миллионов кислородных единиц.
Классификация полимеров.
а) По строению основной цепи полимеры делятся на
КАРБОЦЕПНЫЕ, цепи макромолекул которых состоят лишь из углерода, например, полиэтилен
эпоксидные, полиэфирные ГЕТЕРОЦЕПНЫЕ, в основной цепи которых появляются гетероатомы (S, O , N ), например